Untersuchungen zu modularen Brückenbauwerken aus Carbonbeton

In den letzten Jahrzehnten sind die Anforderungen an bestehende Brückenbauwerke durch das stark wachsende Verkehrsaufkommen und insbesondere durch höhere Fahrzeuggesamtgewichte deutlich  gestiegen. Daher muss in den nächsten Jahren eine große Anzahl der Bestandsbrücken in Deutschland saniert oder erneuert werden. Sowohl die Ertüchtigung der bestehenden Brücken als auch notwendige Ersatzneubauten sind aufwendig, kostenintensiv und beeinträchtigen den Verkehr, sodass die Entwicklung neuer Methoden für nachhaltige Brückenbauwerke zu einem gesamtwirtschaftlich relevanten Thema wird.

Ein vielversprechender Lösungsansatz sind modulare Brückenbauwerke aus vorgespannten Fertigteilen mit Bewehrungssystemen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK). Hierbei können besonders effiziente und qualitativ hochwertige Lösungen für schlanke Konstruktionen mit verkürzter Bauzeit und verbesserter Dauerhaftigkeit erreicht werden.

Am Institut für Massivbau der RWTH Aachen wurden daher Untersuchungen durchgeführt, um ein Konzept für ein neuartiges Baukastensystem mit Carbonbetonfertigteilen zu entwickeln (Abb). Für einen wirtschaftlichen und sicheren Entwurf ist dabei das Verhalten der CFK-Bewehrung in Hochleistungsbeton (HPC) zu bestimmen. Um eine sichere Spannkrafteinleitung zu gewährleisten, wurden Untersuchungen zum Verbundverhalten der CFK-Spannglieder mit sofortigem Verbund durchgeführt. Des Weiteren wurden Biege- und Querkraftversuche zur
Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von den gemischt bewehrten Fertigteilen mit schlaffer und vorgespannter CFK-Bewehrung durchgeführt. Da die Verbindung der einzelnen modularen Fertigteilkomponenten durch kraftschlüssige Fugen eine weitere
wichtige Fragestellung darstellt, wurde zudem das Trag- und Verformungsverhalten verschiedener Fugenvarianten untersucht.